Способ получения ароматической основы моторного топлива

 

Cущность изобретения: ароматическую основу моторного топлива получают ректификацией углеводородного сырья в ректификационной колонне при температурах верха колонны 80-120 град.С, низа колонны 140-200 град.С и давлении 0,005-0,05 МПа с выделением целевого продукта. 2 табл.

Изобретение относится к области нефтехимии, конкретнее к получению высокоароматизированных фракций, пригодных в качестве основы моторных топлив, с высоким октановым числом.

Известно, что к бензинам прямой гонки, каталитического крекинга для повышения их октанового числа добавляют ароматические углеводороды, например толуол.

В качестве присадки используют смеси ароматических углеводородов, например 45-55% толуола и 45-55% С3-алкилароматических углеводородов типа этилбензола, п-, м- или о-ксилола и их смесей.

Известна присадка к бензину, дизельному или печному топливу, которая содержит ксилол, нафталин или их смеси.

Наиболее близким является способ получения концентрата ароматических углеводородов, который используют в качестве компонента автомобильного бензина.

Cогласно этому способу смеси углеводородов с пределами выкипания 40-170^oC без предварительного разделения на фракции подвергают экстрактивной перегонке, с применением N-замещенных морфолинов с ≅C7 заместителями в качестве селективных растворителей. При этом низкокипящие неароматические компоненты с пределами выкипания до 105^oC практически полностью экстрагируются, а более высококипящие ароматические углеводороды с пределами выкипания 105-160^oC большей частью выделяют в виде рафината. Недостатком способа является необходимость использования процесса экстрактивной ректификации для выделения ароматического концентрата.

Cущность изобретения состоит в том, чтобы выделить ароматическую основу, пригодную для приготовления моторного топлива, из отработанного абсорбента процессов дегидрирования алифатических углеводородов С₄-C₅ путем его разгонки на ректификационной колонне при температурах верха колонны 80-120^oC и куба 140-200^oC и давлении 0,005-0,05 МПа с выделением целевого продукта в виде верхнего погона, при этом он имеет пределы выкипания 45-145^oC.

Как было установлено методом газо-жидкостной хроматографии выделенный ароматический концентрат имел следующий групповой состав, об.

Алканы С₄-C₆ 12-20 Алканы С₇-C₈ 18-25 Ароматические углеводороды С₆-C₇ 28-40 Ароматические углеводороды С₈-C₁₂ 24-30 при этом он имел октановое число 87-93.

В известных процессах дегидрирования н-бутана в бутилен, изобутана в изобутилен, изопентана в изоамилен и изоамилена в изопрен при выделении чистых мономеров используется экстрактивная ректификация с применением абсорбента гексан-гептановой фракции. По мере работы в нем накапливаются тяжелые углеводороды, в том числе и ароматические, нежелательные при проведении экстрактивной ректификации и отработанный абсорбент отводится из системы и используется неквалифицированно, например закачивается в мазут. Процесс выделения ароматического концентрата, который можно использовать для получения моторного топлива, из отработанного абсорбента процессов дегидрирования алифатических углеводородов С₄-C₅ в литературе не описан.

Cогласно изобретению отработанный абсорбент подвергали разгонке в ректификационной колонне тарельчатого типа, при таких условиях, чтобы верхний продукт колонны, являющийся ароматической основой неэтилированного моторного топлива, имел пределы выкипания 45-145^oC.

Температура верха колонны для этого поддерживалась в пределах 80-120^oC, куба колонны 140-220^oC. Давление в колонне устанавливалось 0,005-0,05 МПа.

При этом он имел нижеприведенный групповой состав, который устанавливался методом газожидкостной хроматографии, об. алканы С₄-C₆ 12-20, алканы С₇-C₈ 18-25, ароматические углеводороды С₆-C₇ 28-40, ароматические углеводороды C₈-C₁₂ 24-30. Верхний продукт имел октановые числа 87 93. Полученные на основе этого продукта моторные топлива имели более высокие октановые числа и соответствовали требованиям, предъявляемым ГОСТ 2084-77.

Вышеизложенное показывает что изобретение соответствует всем критериям охраноспособности изобретения, а именно обладает "новизной", "изобретательским уровнем" и "промышленной применимостью".

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1.

Основной компонент композиции моторного топлива отбирался в виде верхнего продукта при разгонке отработанного абсорбента процесса дегидрировния н-бутана в бутилен в ректификационной колонне с 30 тарелками колпачкового типа, при этом температура верха колонны 112^oC, температура куба 168^oC, давление в колонне 0,01 МПа, флегмовое число 3-4, колонна оборудована кипятильником, обогреваемым паром 1,6 МПа.

Исходный продукт отработанный абсорбент из процесса дегидрирования н-бутана в бутилен имел следующие характеристики: Температура начала кипения, ^oC 27 Температура конца кипения, ^oC 163 Количество фракции выкипающей до 185^oC, об. 92 Содержание свободной воды отс.

Содержание фактических смол, мг/100 см³ 1500 Отогнанный продукт имел следующие характеристики:
Температура начала кипения, ^oC 45
Температура конца кипения, ^oC 144
Содержание фактических смол, мг/100 см³ отс.

Количество фракции, выкипающей до 70^oC, об. 12
Количество фракции, выкипающей до 100^oC, об. 53
Массовая доля серы, 0,05
Октановое число по моторному методу 91.

Примеры 2-5. Осуществляются аналогично описанному в примере 1. Условия работы колонны по примерам 2 5 и качество полученных продуктов приведены в таблице 1.

Применение отогнанного верхнего продукта, полученного по примерам 1-5 в качестве компонента неэтилированного моторного топлива показано в таблице 2 в примерах 6-12, причем следует подчеркнуть, что другими компонентами композиций являлись общеизвестные химические продукты, которые обычно используются для получения неэтилированных топлив компаундированием. Октановое число гексановой фракции согласно ТУ 38.103-81-54, октановое число метилтретбутилового эфира (MТБЭ) 105, но количество его в смесях ограничено 10-15% изопентан в чистом виде не используется в виде топлива, а только добавляется в различные композиции, хотя его октановое число 90, так как это нерентабельно, и н-пентан имеет октановое число 62.

Для получения нижепредставленных композиций неэтилированных моторных топлив в оборудованную для смешения емкость подают определенное количество верхнего продукта колонны разгонки отработанного абсорбента и другие компоненты смеси, после перемешивания образцы композиций подвергались анализу и показатели соответствовали ГОСТ 2084-77 на "Бензины автомобильные".

Для приготовления композиции по примеру 6 в емкость для смешения подавали 30 м³ верхнего продукта колонны разгонки отработанного абсорбента процесса дегидрирования н-бутана в бутилен, полученного как указано в примере 1, 17,5 м³ гексановой фракции, 1 м³ МТБЭ, 1,5 м³ - изопентановой фракции. Смесь перемешивали и образец топлива подвергали анализу и испытаниям, характеристики полученного топлива представлены в таблице 2.

Из данных таблицы видно, что на основе отогнанного верхнего продукта из отработанного абсорбента процессов дегидрирования алифатических углеводородов С₄-C₅ можно получать различные компаундированные смеси, пригодные для использования в качестве неэтилированных моторных топлив. Таким образом, при использовании данного изобретения, утилизируются такие отходы нефтехимического производства как отработанный абсорбент процессов дегидрирования алифатических углеводородов С₄-C₅, полученный целевой продукт является ценным компонентом, на основе которого можно получать различные моторные топлива, то есть расширяется ассортимент топлив, при этом решаются как вопросы охраны окружающей среды, так и вопросы повышения экономической эффективности производств мономеров бутилена, изобутилена, изоамиленов и изопрена.

Формула изобретения

Способ получения ароматической основы моторного топлива путем ректификации углеводородного сырья с выделением фракции целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве углеводородного сырья используют отработанный абсорбент процессов дегидрирования алифатических углеводородов С₄ - С₅ и процесс ведут в ректификационной колонне при температурах верха колонны 80 120^oС, низа колонны 140 200^oС и давлении 0,005 - 0,05 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2